Một nhóm nhà vật lý từ Tây Ban Nha và Đức cho biết họ đã tìm ra lời giải mới cho bí ẩn vật chất tối (dark matter) bằng cách giả định sự tồn tại của một loại hạt có thể kết nối với chiều không gian thứ 5.
Nghiên cứu đột phá này, vừa được công bố trên tạp chí The European Physical Journal C, là lần đầu tiên sử dụng mô hình “chiều không gian phụ cong” (Warped Extra Dimension – WED) một cách thống nhất để giải thích hiện tượng vật chất tối, một trong những câu hỏi lớn nhất của vật lý hiện đại.
Theo các nhà khoa học, hiểu biết hiện nay về vũ trụ vật lý phụ thuộc rất nhiều vào khái niệm vật chất tối – loại vật chất chiếm phần lớn khối lượng của vũ trụ nhưng không thể được quan sát trực tiếp. Nó hoạt động như một “ẩn số trọng lực” giúp các cấu trúc vũ trụ không tan rã. Tuy nhiên, vật chất tối cũng không tương tác trực tiếp với vật chất thông thường, cho thấy nó có những đặc tính đặc biệt hoàn toàn khác.
Các nhà nghiên cứu viết trong báo cáo: “Vẫn còn nhiều câu hỏi mà mô hình chuẩn (Standard Model) của vật lý chưa thể trả lời. Một trong những ví dụ nổi bật nhất là vấn đề thứ bậc (hierarchy problem) – tại sao hạt Higgs lại nhẹ hơn rất nhiều so với quy mô đặc trưng của lực hấp dẫn. Ngoài ra, mô hình chuẩn cũng không thể giải thích sự tồn tại của vật chất tối”.
Trong nghiên cứu này, nhóm chuyên gia sử dụng mô hình WED để giải thích sự hiện diện của vật chất tối. Họ tập trung vào khối lượng của các fermion – những hạt cơ bản cấu thành vật chất – và cho rằng các fermion có thể “truyền” vào chiều không gian thứ 5 thông qua những cổng kết nối (portals), tạo ra dư lượng vật chất tối (dark relics) và “vật chất tối dạng fermion” trong không gian đó.
Theo nhóm nghiên cứu, những fermion di chuyển giữa các chiều không gian có thể chính là nguồn gốc của phần vật chất tối mà con người chưa từng quan sát được.
“Chúng ta biết rằng không có ứng viên khả thi nào cho vật chất tối trong mô hình chuẩn, vì vậy chính điều đó đã chỉ ra sự cần thiết của một dạng vật lý mới”, nhóm tác giả cho hay.
Về bản chất, họ cho rằng một phương trình toán học chủ chốt có thể tạo ra “khối lượng tổng thể” cho các fermion, và những khối lượng này xuất hiện trong không gian cong của chiều thứ 5. “Vùng tối” đó có thể chính là nơi ẩn náu của lượng vật chất tối khổng lồ mà đến nay con người vẫn chưa thể phát hiện bằng các phương pháp thông thường của mô hình chuẩn.
Nói cách khác, các fermion bị “nén” qua một cổng không gian cong sang chiều thứ 5 có thể đang “đóng vai” vật chất tối – thứ tạo nên cấu trúc vũ trụ nhưng chưa từng được nhìn thấy.
Vấn đề còn lại là: làm sao để quan sát loại vật chất tối này?
Theo các nhà khoa học, điểm nghẽn lớn nhất của mọi lý thuyết về vật chất tối hiện nay là thiếu bằng chứng thực nghiệm. Tuy nhiên, họ tin rằng với các thiết bị dò sóng hấp dẫn thế hệ mới, con người có thể sớm phát hiện ra vật chất tối dạng fermion trong chiều không gian thứ 5.
Nếu điều này được chứng minh, bí ẩn lớn nhất của vật lý vũ trụ có thể sắp được giải mã, và câu trả lời cho vật chất tối có thể đang ở ngay “góc quanh kia” của không gian đa chiều.
Một nhà khoa học tin rằng con người có thể "quay ngược thời gian" trong vòng 4 năm tới
Chiếc kim băng giá hơn 20 triệu đồng: Trò đùa hay triết lý kinh doanh của Prada?
Giới khoa học tin rằng loài động vật này có thể giúp con người sống tới 200 năm
Theo PM
